在5G规模商用、赋能行业的大趋势下,备受业界关注的“UP·2021展锐线上生态峰会”正式拉开帷幕,峰会邀请了来自行业组织、科研专家、产业前沿等各领域的生态伙伴,打破边界,携手向上,共话数字生态的发展与创新。

在上午举行的“5G UP产业生态峰会”上,台积电中国区业务发展副总经理陈平博士表示,半导体已经成为现代智能化社会的基石,是产业发展的必需品;而支撑5G、AI技术的则是半导体工艺技术,包括先进工艺、先进封装等。

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无论是5G终端,还是5G基站,或者是云计算,对芯片的共同需求是高能效比,高集成度。对终端,能效决定了电池使用时间;而对5G基站,能效决定了运营的成本。系统和应用对能效比和集成度不断提出的更高要求,推动集成电路工艺的不断发展。通过不断地工艺微缩,我们得以不断改进芯片的性能、功耗和集成度。

尽管技术上的挑战越来越大,技术人员还是不懈地努力将微缩继续向前延伸。目前业界最先进的工艺是台积电的5nm和4nm技术, 用于5G手机和高性能计算。向前展望,3nm/2nm研发已是如火如荼,将于后面几年面世。

之前,集成电路制程工艺一直被光刻技术的限制所困扰。但EUV技术突破将瓶颈彻底打通。台积电从7nm技术节点开始引入EUV技术,积累了大量的量产经验,目前该工艺已非常稳定和成熟。在此基础上,台积电进一步改善和扩展EUV工艺,随着高NA EUV的引入,2nm 及以下的图形定义问题也将得到解决。

随着器件的微小化,晶体管器件结构,材料特性等都需要有革命性的改变。为解决晶体管器件的短沟道问题,台积电用FinFET晶体管取代了传统的MOSFET平面晶体管。当器件进一步缩小时,器件结构将进一步进化到Nanosheet(GAA)结构。虽然半导体行业在工艺微缩上不断披荆斩棘,向前发展。但随着在数字化时代数据量的快速增加,单芯片SOC上的微缩已不足以满足系统发展的需要SOC。3D工艺的引入,使我们可以在SOC工艺的基础大幅地扩展集成度,实现Chiplet。

展望未来,在先进工艺的发展上,台积电总结出了三大趋势:CMOS微缩持续发展和延伸,3D系统集成成为先进工艺的重要组成部分,在系统层面上软硬件协同优化设计已成为必须。